Двигатель на шарикоподшипнике
Двигатель с шарикоподшипником или двигатель с шариковой дорожкой состоит просто из небольшого узла шарикоподшипника, обеспечивающего радиальную передачу тока между внутренней и внешней дорожками для создания кругового движения.
Объяснение
[ редактировать ]
Двигатель с шарикоподшипником — это необычный электродвигатель , который состоит из двух подшипников шарикоподшипникового типа, внутренние кольца которых установлены на общем проводящем валу, а внешние кольца подключены к источнику питания высокого тока и низкого напряжения . В альтернативной конструкции внешние кольца устанавливаются внутри металлической трубки, а внутренние кольца устанавливаются на вал с непроводящей частью (например, две втулки на изолирующем стержне). Преимущество этого метода состоит в том, что трубка будет действовать как маховик . Двигатель редко запускается без посторонней помощи, поскольку статический крутящий момент фактически равен нулю, но как только начинается вращение, двигатель ускоряется до тех пор, пока не достигнет постоянной скорости, направление вращения определяется начальным вращением. Хотя двигатели с шарикоподшипниками могут достигать достаточно высоких скоростей, они очень неэффективны. Для создания значительного крутящего момента обычно требуется такая большая мощность, что подшипники нагреваются до нескольких сотен градусов.
Теория
[ редактировать ]Существует множество объяснений этого эффекта, см. большую библиографию в работах Макдональдса. [1]
В 1965 году журнал Electronics and Power опубликовал письмо Р. Х. Баркера с просьбой объяснить, как работает этот тип двигателя. Тогда предлагались различные объяснения. [2] С. Маринов предполагает, что устройство производит движение за счет электричества без участия магнетизма, действуя исключительно за счет резистивного нагрева, вызывающего асимметричное тепловое расширение шариков в подшипниках при их вращении. [3] Такое же объяснение дают Уотсон, Патель и Седкол для вращающихся цилиндров (вместо шариков). [4] Однако Г. Грюнберг дал подробное теоретическое объяснение, основанное на чистом электромагнетизме (и полностью пренебрегающее тепловыми эффектами). [5] Кроме того, П. Хациконстантину и П.Г. Мойсидс утверждают, что обнаружили превосходное согласие между результатами электромагнитной теории и экспериментами по измерению полной мощности и КПД двигателя. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Макдональдс 2020 .
- ^ Р. Х. Баркер (1965). «Шарикоподшипниковый двигатель» . Электроника и энергетика . 11:38 . дои : 10.1049/эп.1965.0023 . Проверено 4 октября 2021 г.
- ^ Майк Харрисон. «Шарикоподшипниковый электродвигатель» . Архивировано из оригинала 8 октября 2006 года . Проверено 8 октября 2006 г.
- ^ Уотсон, Д.Б.; Патель, С.М.; Седкол, НП (1999). «Шарикоподшипниковый моторный эффект с вращающимися цилиндрами». Труды IEE - Наука, измерения и технологии . 146 (2): 83. doi : 10.1049/ip-smt:19990289 .
- ^ Грюнберг), Х. (1978). «Шарикоподшипник как двигатель». Американский журнал физики . 46 (12): 1213–1219. Бибкод : 1978AmJPh..46.1213G . дои : 10.1119/1.11455 .
- ^ Хациконстантину, П.; Мойсидс, П.Г. (1990). «Объяснение работы двигателя на шарикоподшипниках и точные решения связанных с ним уравнений Максвелла». Журнал физики A: Математический и общий . 23 (14): 3183. Бибкод : 1990JPhA...23.3183H . дои : 10.1088/0305-4470/23/14/017 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Макдональд, Кирк Т. (1 июня 2020 г.). «Шарикоподшипниковый двигатель» (PDF) . Принстон, Нью-Джерси: Лаборатории Джозефа Генри, Принстонский университет . Проверено 2 июля 2023 г.
- Электродвигатель на шарикоподшипниках
- расчет крутящего момента двигателя